MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  coe1termlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem coe1termlem 24234
Description: The coefficient function of a monomial. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jul-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
coe1term.1 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · (𝑧𝑁)))
Assertion
Ref Expression
coe1termlem ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) ∧ (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁)))
Distinct variable groups:   𝑧,𝑛,𝐴   𝑛,𝑁,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑧,𝑛)

Proof of Theorem coe1termlem
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssid 3773 . . . 4 ℂ ⊆ ℂ
2 coe1term.1 . . . . 5 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · (𝑧𝑁)))
32ply1term 24180 . . . 4 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
41, 3mp3an1 1559 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
5 simpr 471 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
6 simpl 468 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℂ)
7 0cn 10234 . . . . . 6 0 ∈ ℂ
8 ifcl 4269 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
96, 7, 8sylancl 574 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
109adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
11 eqid 2771 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))
1210, 11fmptd 6527 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ)
13 simpr 471 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
14 ifcl 4269 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
156, 7, 14sylancl 574 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
1615adantr 466 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
17 eqeq1 2775 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 = 𝑁𝑘 = 𝑁))
1817ifbid 4247 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑘 → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) = if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0))
1918, 11fvmptg 6422 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) = if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0))
2013, 16, 19syl2anc 573 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) = if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0))
2120neeq1d 3002 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 ↔ if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0))
22 nn0re 11503 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
2322leidd 10796 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁𝑁)
2423ad2antlr 706 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑁𝑁)
25 iffalse 4234 . . . . . . . . 9 𝑘 = 𝑁 → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) = 0)
2625necon1ai 2970 . . . . . . . 8 (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → 𝑘 = 𝑁)
2726breq1d 4796 . . . . . . 7 (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → (𝑘𝑁𝑁𝑁))
2824, 27syl5ibrcom 237 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
2921, 28sylbid 230 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
3029ralrimiva 3115 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
31 plyco0 24168 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁)))
325, 12, 31syl2anc 573 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁)))
3330, 32mpbird 247 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
342ply1termlem 24179 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘))))
35 elfznn0 12640 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3620oveq1d 6808 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3735, 36sylan2 580 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3837sumeq2dv 14641 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3938mpteq2dv 4879 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘))))
4034, 39eqtr4d 2808 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
414, 5, 12, 33, 40coeeq 24203 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)))
424adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
435adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
4412adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ)
4533adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
4640adantr 466 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
47 iftrue 4231 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) = 𝐴)
4847, 11fvmptg 6422 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℂ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) = 𝐴)
4948ancoms 455 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) = 𝐴)
5049neeq1d 3002 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
5150biimpar 463 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) ≠ 0)
5242, 43, 44, 45, 46, 51dgreq 24220 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → (deg‘𝐹) = 𝑁)
5352ex 397 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁))
5441, 53jca 501 1 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) ∧ (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382   = wceq 1631  wcel 2145  wne 2943  wral 3061  wss 3723  ifcif 4225  {csn 4316   class class class wbr 4786  cmpt 4863  cima 5252  wf 6027  cfv 6031  (class class class)co 6793  cc 10136  0cc0 10138  1c1 10139   + caddc 10141   · cmul 10143  cle 10277  0cn0 11494  cuz 11888  ...cfz 12533  cexp 13067  Σcsu 14624  Polycply 24160  coeffccoe 24162  degcdgr 24163
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216  ax-addf 10217
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-of 7044  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-oadd 7717  df-er 7896  df-map 8011  df-pm 8012  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-sup 8504  df-inf 8505  df-oi 8571  df-card 8965  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-rp 12036  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-fl 12801  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-clim 14427  df-rlim 14428  df-sum 14625  df-0p 23657  df-ply 24164  df-coe 24166  df-dgr 24167
This theorem is referenced by:  coe1term  24235  dgr1term  24236
  Copyright terms: Public domain W3C validator